KR100876980B1 - 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로 - Google Patents

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Abstract

붐 플롯포지션 밸브를 구비하는 굴삭기 등의 중장비에서 붐실린더의 스몰챔버의 압력이 설정된 압력값 이상으로 일정시간이상 발생시 운전자에 의해 플롯포지션용 전기스위치를 온(ON)시키는 경우에도 플롯포지션 기능이 오프(OFF)되도록 하여 운전자의 의사에 반하여 붐이 작동되는 것을 방지하여 안전성을 확보할 수 있도록 한 것으로,
파일럿 펌프 및 메인 펌프, 메인 펌프에 연결되어 구동하는 붐실린더, 메인 펌프와 붐실린더사이에 설치되어 붐실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤밸브, 메인 컨트롤밸브에 파일럿 신호압을 공급하여 제어하는 리모트컨트롤밸브, 파일럿 신호압 인가 유무에 따라 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 차단하는 제1상태와 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 연통시켜 붐을 상승 또는 하강시키는 제2상태를 갖는 플롯포지션 밸브, 전기스위치에 연결되어 메인 컨트롤밸브와 플롯포지션 밸브에 인가되는 파일럿 신호압을 제어하는 솔레노이드밸브를 구비하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 있어서,
상기 붐실린더의 스몰챔버에 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출수단과,
상기 압력 검출수단에 의해 검출되는 압력값이 설정된 압력이상으로 일정시간이상 지속되는 경우, 전기스위치를 온상태로 절환시 솔레노이드밸브에 전기적 신호가 인가되는 것을 차단하여 플롯포지션 기능을 오프시키는 컨트롤러를 더 구비한 다.
중장비, 안전성, 플롯포지션 밸브,

Description

붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로{hydraulic circuit of having boom float position}
도 1은 종래 기술에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로도,
도 2는 본 발명에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로도 이다.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
1; 파일럿 펌프
2; 메인 펌프
3; 메인 컨트롤밸브
3a; 붐 제어스플
4; 리모트컨트롤밸브(RCV)
5; 붐실린더
6; 플롯포지션 밸브
7; 솔레노이드밸브
8; 오일탱크
9; 압력 검출수단
10; 컨트롤러
11; 전기스위치
6a,7a; 밸브스프링
본 발명은 붐 플롯포지션밸브(boom float position valve)를 구비하는 굴삭기 등의 중장비에서 붐실린더 스몰챔버의 압력이 설정된 압력값이상으로 일정시간이상 발생시 플롯포지션용 전기스위치를 온(ON)시키는 경우에도 플롯포지션 기능이 오프(OFF)되도록 하여 운전자의 의사에 반하여 붐이 하강되는 것을 방지할 수 있도록 한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 붐실린더의 스몰챔버의 압력이 설정된 압력값이상으로 일정시간이상 지속될 경우, 운전자에 의해 플롯포지션용 전기스위치를 온 시키는 경우에도 플롯포지션 기능이 오프되도록 하여, 플롯포지션 기능을 온(ON) 상태로 전환시킨 상태에서 붐 하강 조작시 잭다운(jack down) 되는 것을 방지하여 안전성을 확보할 수 있도록 한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로도 이다.
도시된 바와 같이, 파일럿 펌프(1) 및 메인 펌프(2)와, 메인 펌프(2)에 연결되어 구동하는 액츄에이터(5)(일예로서, 붐실린더를 말함)와, 메인 펌프(2)와 붐실린더(5) 사이의 유로에 설치되어 붐실린더(5)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 붐 제어스플(3a), 미도시된 액츄에이터 제어용 스플을 포함하는 메인 컨트롤밸브(3)와, 파일럿 펌프(1)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)에 의해 메인 컨트롤 밸브(3)를 제어하는 리모트컨트롤밸브(4)(RCV)와,
상기 붐실린더(5)의 라지챔버(5a) 연결유로와 스몰챔버(5b) 연결유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로를 각각 차단하는 제1상태(Ⅰ)와, 파일럿 신호압(Pi) 인가시 절환되어 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 연결유로와 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로를 각각 연통시켜 붐을 상승 또는 하강시키는 제2상태(Ⅱ)를 갖는 플롯포지션 밸브(6)와, 전기스위치(11)에 연결되어 메인 컨트롤밸브(3)와 플롯포지션 밸브(6)에 선택적으로 인가되는 파일럿 신호압(Pi)을 제어하는 솔레노이드밸브(7)를 구비한다.
위와 같이 구성되는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 중장비에서 온/오프 과정을 설명하면 아래와 같다.
a)붐 플롯포지션 기능을 오프시키는 경우[전기스위치(11)가 오프(OFF)된 상태를 말함]를 설명한다.
운전자에 의해 붐 하강이 이루어지도록 리모트컨트롤밸브(4)의 레버를 조작하는 경우, 상기 파일럿 펌프(1)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 리모트컨트롤밸브(4)와 초기상태를 유지하는 솔레노이드밸브(7)를 차례로 경유하여 메인 컨트롤밸브(3)의 붐 제어스플(3a)의 좌측포트(PBb)에 인가되어 붐 제어스플(3a)을 도면상, 우측방향으로 절환시킨다.
따라서, 상기 메인 펌프(2)로 부터 토출되는 작동압은 절환된 메인 컨트롤밸브(3)의 포트(Bb)를 경유하여 붐실린더(5)의 스몰챔버(5b)에 공급되고, 이와 동시에 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)로 부터의 작동유는 메인 컨트롤밸브(3)의 포트(Aa) 를 통해 오일탱크(8)로 귀환되므로 붐(미도시됨)이 하강되는 것이다.
한편, 붐 플롯포지션 기능의 오프시 붐을 상승시키는 동작에 대한 설명은, 전술한 붐을 하강시키는 동작과 해당 포트만 상이하고, 기본적인 원리는 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
b)붐 플롯포지션 기능을 온시키는 경우[전기스위치(11)가 온(ON)된 상태를 말함]를 설명한다.
운전자에 의해 상기 전기스위치(11)를 온(ON)시키는 경우, 전기적 신호가 솔레노이드밸브(7)의 밸브스프링(7a) 대향측에 인가되어 도면상, 하측방향으로 절환시킴에 따라, 파일럿 펌프(1)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 리모트컨트롤밸브(4)와 절환된 솔레노이드밸브(7)를 차례로 경유하여 플롯포지션 밸브(6)의 밸브스프링(6a) 대향측에 인가되어 내부 스플을 도면상, 좌측방향으로 절환("Ⅱ"상태로 절환됨)시킨다.
이때, 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 연결유로, 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)의 귀환유로는 플롯포지션 밸브(6)에 의해 각각 서로 연통됨에 따라, 붐이 상승 또는 하강되는 것이다.
위와 같이, 붐 플롯포지션 기능을 온 시키는 경우 아래와 같은 이점을 갖게 되므로 중장비에 붐 플롯포지션 시스템을 적용시켜 사용하는 추세 이다.
첫째, 상기 붐 플롯포지션 밸브(6)의 절환시 붐이 자중에 의해 하강됨에 따라, 붐을 하강시키기 위하여 메인 컨트롤밸브(3)를 절환시키는 과정이 불필요하여 메인 펌프(2)로 부터 토출되는 작동유를 사용하지않게 되므로 에너지를 절감할 수 있는 이점을 갖는다.
둘째, 상기 붐 플롯포지션 밸브(6)의 절환에 의해 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 연결유로, 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)의 귀환유로가 각각 연통되므로, 붐 하강조작과 아암 조작에 의해 해당 작업 지면의 형상에 따라 붐이 자동적으로 상하로 움직이게 되므로 평탄작업을 용이하게 수행할 수 있는 이점을 갖는다.
셋째, 중장비에 부하가 발생되지 않게 되므로 해당 부품의 내구성이 증대되어 사용수명을 연장할 수 있어 유지관리 비용을 절감할 수 있는 이점을 갖는다.
이와 반면에, 종래 기술에 의한 붐 플롯포지션 시스템에서는, 붐 플롯포지션 기능이 온(ON) 상태로 전환된 경우에는 붐 플롯포지션 밸브(6)의 절환으로 인해 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 연결유로, 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로가 각각 연통되므로 장비의 잭엎(jack up)을 할 수 없게 되며, 작업조건에 따라 잭엎이 요구되는 경우 붐 플롯포지션 기능을 오프(OFF)시켜야 되므로 운전자는 불편함을 감수해야 되는 문제점을 갖게 된다.
이때, 붐 플롯포지션 기능을 오프시킨 상태에서 장비를 잭엎시킨 후 붐 플롯포지션 기능을 온상태로 전환시킨 경우("오프"상태보다는 상대적으로 이점이 많아 무의식적으로 "온"상태로 전환시키는 경우가 발생됨), 작업조건에 따라 장비를 좀 더 잭엎시키고자 붐 하강조작을 하는 경우에 붐 플롯포지션 기능이 온 상태이므로 장비는 운전자가 요구하는 잭엎 동작이 아니고, 운전자의 의사와 반하는 잭다운 동작이 이루어진다.
위와 같이, 운전자의 의사와 반하여 장비가 작동되므로 안전사고를 초래할 수 있으며, 장비의 신뢰도 및 경쟁력이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 붐실린더의 스몰챔버의 압력이 설정된 압력값이상으로 일정시간이상 지속시 붐 플롯포지션용 전기스위치를 온시키는 경우에도 플롯포지션 기능이 오프되도록 하여 운전자의 의사에 반하여 붐이 하강되는 방지하여 운전자에게 편리성을 제공할 수 있도록 한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로를 제공함에 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 장비를 잭엎시킨 후 붐 플롯포지션 기능이 온상태로 전환된 상태에서, 작업에 따라 장비를 좀 더 잭엎시키고자 붐 하강조작을 하는 경우 운전자가 요구하는 잭엎 동작이 이루어져 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 파일럿 펌프 및 메인 펌프, 메인 펌프에 연결되어 구동하는 붐실린더, 메인 펌프와 붐실린더사이에 설치되어 붐실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤밸브, 메인 컨트롤밸브에 파일럿 신호압을 공급하여 제어하는 리모트컨트롤밸브, 파일럿 신호압 인가 유무에 따라 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 차단하는 제1상태와 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 연통시켜 붐을 상승 또는 하강시키는 제2상태를 갖는 플롯포지션 밸브, 전기스위치에 연결되어 메인 컨트롤 밸브와 플롯포지션 밸브에 인가되는 파일럿 신호압을 제어하는 솔레노이드밸브를 구비하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 있어서,
상기 붐실린더의 스몰챔버에 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출수단과,
상기 압력 검출수단에 의해 검출되는 압력값이 설정된 압력이상에서 일정시간이상 지속되는 경우, 전기스위치를 온상태로 절환시 솔레노이드밸브에 전기적 신호가 인가되는 것을 차단하여 플롯포지션 기능을 오프시키는 컨트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로를 제공함에 의해 달성된다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 압력 검출수단으로 압력스위치 또는 압력센서가 사용될 수 있다.
또한, 상기 붐실린더의 라지챔버 유로에 설치되는 안티드롭밸브를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 플롯포지션 밸브는 상기 메인 컨트롤밸브 또는 안티드롭밸브에 내설될 수 있다.
또한, 상기 전기스위치는 상기 리모트컨트롤밸브 또는 운전석의 스위치박스에 설치될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 파일럿 펌프(1) 및 메인 펌프(2)와, 메인 펌프(2)에 연결되어 구동하는 붐실린더(5)와, 메인 펌프(2)와 붐실린더(5) 사이의 유로에 설치되어 붐실린더(5)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 붐 제어스플(3a) 및 다른 액츄에이터제어용 스플을 포함하는 메인 컨트롤밸브(3)와, 파일럿 펌프(1)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)에 의해 메인 컨트롤밸브(3)를 제어하는 리모트컨트롤밸브(4)(RCV)와,
상기 붐실린더(5)의 라지챔버(5a) 연결유로와 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로를 각각 차단하는 제1상태(Ⅰ)와 파일럿 신호압(Pi) 인가시 절환되어 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 연결유로와 스몰챔버(5b)의 연결유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로를 각각 연통시켜 붐을 상승 또는 하강시키는 제2상태(Ⅱ)를 갖는 플롯포지션 밸브(6)와,
전기스위치(11)와, 전기스위치(11)에 연결되어 메인 컨트롤밸브(3)와 플롯포지션 밸브(6)에 선택적으로 인가되는 파일럿 신호압(Pi)을 제어하는 솔레노이드밸브(7)를 구비하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 적용되며, 이들은 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이하에서 이들의 구성 및 작동의 상세한 설명은 생략하며, 중복되는 도면 부호는 동일하게 표기한 것임을 밝혀둔다.
따라서, 본 발명에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로는, 상기 붐실린더(5)의 스몰챔버(5b)에 발생되는 압력을 검출할 수 있도록 압력스위치 또는 압력센서가 사용되는 압력 검출수단(9)과, 압력 검출수단(9)에 의해 검출되는 압력값이 설정된 압력(일예로서, 200㎏/㎠를 말함)이상에서 일정시간(일예로서, 0.5sec를 말함)이상 지속시 전기스위치(11)를 온상태로 절환시키는 경우에도 솔레노이드밸브(7)에 전기적 신호가 인가되는 것을 차단하여 플롯포지션 기능을 오프시키는 컨트롤러(10)를 더 구비한다.
이때, 상기 붐실린더(5)의 라지챔버(5a) 유로에 설치되며, 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)에 작동유를 공급하는 유압호스의 파열 또는 파손으로 누유되는 경우 붐의 자유하강되는 것을 방지할 수 있도록 하는 안티드롭밸브(12)(또는, "hose rupture valve" 라고도 말함)를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 플롯포지션 밸브(6)는 메인 컨트롤밸브(3) 또는 안티드롭밸브(12)에 내설될 수 있다.
또한, 상기 전기스위치(11)는 리모트컨트롤밸브(4) 또는 운전석의 각종 조종레버가 설치되는 스위치박스(미도시됨)에 설치될 수 있다.
도면중 미 설명부호 7a는 솔레노이드밸브(7)의 내부 스플을 가압지지하여 리모트컨트롤밸브(4)를 통과하는 파일럿 신호압(Pi)이 플롯포지션 밸브(6)에 인가되지않도록 차단한 것을 초기상태로서 탄성바이어스하는 밸브스프링, 6a는 플롯포지션 밸브(6)의 내부 스플을 가압지지하여 붐실린더(5)의 라지챔버(5a)의 유로, 스몰챔버(5b)의 유로 및 오일탱크(8)로의 귀환유로를 차단하는 것을 초기상태로서 탄성바이어스하는 밸브스프링 이다.
이하에서, 본 발명에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로의 작동을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 아래와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플롯포지션 기능을 온(ON)시키기 위하여 운전자에 의해 상기 전기스위치(11)를 온시킴에 따라 솔레노이드밸브(7)의 밸브스프링(7a) 대향측에 전기적 신호가 인가되어 도면상, 하측방향으로 절환시킨다.
따라서, 상기 파일럿 펌프(1)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 리모트컨트롤밸브(4)와 절환된 솔레노이드밸브(7)를 차례로 경유하여 플롯포지션 밸브(6)의 밸브스프링(6a) 대향측에 인가되어 도면상, 좌측방향으로 절환시킴에 따라, 유압실린더(5)의 라지챔버(5a)의 유로, 스몰챔버(5b)의 유로 및 오일탱크(8)로의 유로를 각각 연통시킴에 따라 붐을 자중에 의해 하강시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 붐실린더(5)의 스몰챔버(5b)에 설치된 압력 검출수단(9)에 의해 검출되어 컨트롤러(10)에 입력되는 작동압이 설정된 압력값 이상으로 일정시간이상 지속되는 경우에는, 상기 전기스위치(11)를 온(ON) 상태로 연결하는 경우에도 컨트롤러(10)에 의해 솔레노이드밸브(7)에 전기적 신호가 인가되는 것을 차단하게 되므로 플롯포지션 기능을 오프시키는 것이다.
따라서, 중장비는 컨트롤러(10)에 의해 플롯포지션 오프 상태를 유지하게 되므로, 플롯포지션 기능을 오프시킨후 장비를 잭엎시킨 상태에서, 플롯포지션 기능을 온상태로 전환후 작업조건에 따라 잭엎 구동을 위해 붐 하강 조작을 하게되는 경우, 중장비의 잭다운 되는 것을 방지하여 운전자의 의사에 따라 장비를 잭엎시킬 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로는 아래와 같은 이점을 갖는다.
붐실린더의 스몰챔버의 압력이 설정된 압력값이상으로 일정시간이상 지속시 붐 플롯포지션용 전기스위치를 온시키는 경우에도 플롯포지션 기능이 오프되도록 제어함에 따라, 장비를 잭엎시킨 후 붐 플롯포지션 기능이 온상태로 전환된 상태에서도 작업조건에 따라 장비를 좀 더 잭엎시키고자 붐 하강조작시 운전자가 요구하는 잭엎 동작이 이루어져 작업성, 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 파일럿 펌프 및 메인 펌프, 메인 펌프에 연결되어 구동하는 붐실린더, 메인 펌프와 붐실린더사이에 설치되어 붐실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤밸브, 메인 컨트롤밸브에 파일럿 신호압을 공급하여 제어하는 리모트컨트롤밸브, 파일럿 신호압 인가 유무에 따라 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 차단하는 제1상태와 붐실린더의 라지챔버 유로, 스몰챔버 유로 및 오일탱크의 귀환유로를 각각 연통시켜 붐을 상승 또는 하강시키는 제2상태를 갖는 플롯포지션 밸브, 전기스위치에 연결되어 메인 컨트롤밸브와 플롯포지션 밸브에 인가되는 파일럿 신호압을 제어하는 솔레노이드밸브를 구비하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로에 있어서:
    상기 붐실린더의 스몰챔버에 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출수단; 및
    상기 압력 검출수단에 의해 검출되는 압력값이 설정된 압력이상에서 일정시간이상 지속되는 경우, 상기 전기스위치를 온상태로 절환시 상기 솔레노이드밸브에 전기적 신호가 인가되는 것을 차단하여 플롯포지션 기능을 오프시키는 컨트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력 검출수단으로 압력스위치가 사용되는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압력 검출수단으로 압력센서가 사용되는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 붐실린더의 라지챔버 유로에 설치되는 안티드롭밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플롯포지션 밸브는 상기 메인 컨트롤밸브에 내설되는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 플롯포지션 밸브는 상기 안티드롭밸브에 내설되는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  7. 제1항, 제2항 및 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기스위치는 상기 리모트컨트롤밸브에 설치되는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
  8. 제1항, 제2항 및 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기스위치는 운전석의 스위치박스에 설치되는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 붐 플롯포지션 기능을 갖는 유압회로.
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